(57)【要約】【課題】  素子の内部電極層への端子部材の電気的な接続を、端子部材のバネ性を利用し、挿入により行う端子接続構造のガスセンサで、接続の信頼性を高める。【解決手段】 端子部材３１は、バネ性のある金属板から筒状部３４を有する形に形成したもので、外周面に検出素子１５内への挿入における位置決め用凸部３８と、抜け止め用凸部３９を設けた。この端子部材３１が素子１５内に挿入された状態で、自身のバネ性によって内部電極層に押付けられて電気的に接続された状態で、端子部材３１が先端側へ移動するのが止められるように、位置決め用凸部３８がスリーブ２５の後端２７に係合させられている。また、スリーブ２５の内周面に、抜け止め用凸部３９が係合する抜け止め用係合部２９ｂを設け、端子部材３１の挿入後に、拡径状に変形して抜け止め状に係合させた。【選択図】      図１
2005265638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端が閉塞されて筒状をなすとともにその内外周面にそれぞれ内部電極層及び外部電極層を有する検出素子を、その外周面を包囲するように形成された金具本体の内側に固定し、かつ該金具本体に、その後方に延びるようにセラミック製のスリーブを固定すると共に、そのスリーブの後端から先端に向けてこのスリーブ内を通して前記検出素子内に端子部材を挿入して前記内部電極層に電気的に接続してなる端子部材接続構造を有するガスセンサであって、
前記端子部材は、バネ性のある金属板を曲げ加工によって側部に切れ目のある筒状部を有するように形成したものであり、かつ外周面に前記検出素子内への挿入における位置決め用凸部を備えており、該端子部材が前記検出素子内に挿入された状態において該端子部材自身のバネ性によって前記内部電極層に押付けられて電気的に接続されているとともに、その挿入状態において、該端子部材が先端側へ移動するのが止められて位置決めされるように、前記位置決め用凸部が前記スリーブに係合させられていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項２】
先端が閉塞されて筒状をなすとともにその内外周面にそれぞれ内部電極層及び外部電極層を有する検出素子を、その外周面を包囲するように形成された金具本体の内側に固定し、かつ該金具本体に、その後方に延びるようにセラミック製のスリーブを固定すると共に、そのスリーブの後端から先端に向けてこのスリーブ内を通して前記検出素子内に端子部材を挿入して前記内部電極層に電気的に接続してなる端子部材接続構造を有するガスセンサであって、
前記端子部材は、バネ性のある金属板を曲げ加工によって側部に切れ目のある筒状部を有するように形成したものであり、かつ該端子部材が前記検出素子内に挿入された状態において該端子部材自身のバネ性によって前記内部電極層に押付けられて電気的に接続されているとともに、前記スリーブに対して該端子部材が抜け止め状態に保持されるように、前記端子部材には外周面に抜け止め用凸部が設けられている一方、前記スリーブの内周面には該端子部材の挿入後において該抜け止め用凸部が係合する抜け止め用係合部を備えており、しかも、前記抜け止め用凸部はそれ自身又は該端子部材自身のうちの少なくとも一方のバネ性によって該端子部材の前記検出素子内への挿入過程において前記スリーブにて縮径状に変形させられるように形成されており、該端子部材の前記検出素子内への挿入後に、拡径状に変形して前記抜け止め用係合部に係合させられていることを特徴とするガスセンサ。
【請求項３】
前記端子部材の前記検出素子内への挿入後において、前記スリーブに対して該端子部材が抜け止め状態に保持されるように、前記端子部材には前記位置決め用凸部より先端側の外周面に抜け止め用凸部が設けられている一方、前記スリーブの内周面には該端子部材の挿入後において該抜け止め用凸部が係合する抜け止め用係合部を備えており、しかも、前記抜け止め用凸部はそれ自身又は該端子部材自身のうちの少なくとも一方のバネ性によって該端子部材の前記検出素子内への挿入過程において前記スリーブにて縮径状に変形させられるように形成されており、該端子部材の前記検出素子内への挿入後に、拡径状に変形して前記抜け止め用係合部に係合させられていることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサ。
【請求項４】
前記端子部材の前記検出素子内への挿入後において、前記スリーブに対して該記端子部材がその軸回りに回転不能とされるように、前記位置決め用凸部が、前記スリーブの内周面に凹設された回り止め用凹部に嵌り込んでいることを特徴とする請求項１又は３に記載のガスセンサ。
【請求項５】
前記端子部材の前記検出素子内への挿入後において、前記スリーブに対して該端子部材がその軸回りに回転不能とされるように、前記抜け止め用凸部が、前記スリーブの内周面に凹設された回り止め用凹部に嵌り込んでいることを特徴とする請求項２又は３に記載のガスセンサ。
【請求項６】
前記端子部材はその外周面に、前記位置決め用凸部又は前記抜け止め用凸部とは別に、回り止め用凸部を備えており、該端子部材の前記検出素子内への挿入後において、前記スリーブに対して該端子部材がその軸回りに回転不能とされるように、前記回り止め用凸部が、前記スリーブの内周面に凹設された回り止め用凹部に嵌り込んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度を検出するために使用される酸素センサなどのガスセンサ（以下、単にセンサともいう）に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のセンサは、内外面にそれぞれ内部電極層及び外部電極層を有する先端が閉塞された筒状のジルコニア等の酸素イオン導電体（固体電解質）からなる酸素濃度の検出素子（以下、単に素子ともいう）と、該素子を内側に固定して排気ガス管に取付けられる金具本体等からなっている。このものは、内燃機関の排気ガス管に取着され、前記素子の内側の内部電極層（基準電極層）を基準酸素ガス（大気）に、外側の外部電極層（測定電極層）を排気ガスに接触させ、素子内外面の酸素濃度差に対応して両電極間に起電力（電位差）を生じさせ、この起電力に基づく信号を制御回路に出力し、酸素濃度を検知し、空燃比制御するようにされている。
【０００３】
このようなセンサにおいて、素子の内部電極層と、出力取り出し用のリード線とは、この内部電極層に金属製の端子部材（端子金具）を接続させて固定し、この端子部材にリード線と接続される接続金具を嵌合などすることで接続される。この様な端子部材の固定は、素子の内面にメスねじを形成する一方、端子部材の外周面にオスねじを形成し、この端子部材を素子の内面にねじ込むことで行うようにしたものがある（特許文献１参照）。また、ねじ込み方式によらないで、端子部材を固定するものもある（特許文献２参照）。この後者のものは、端子部材の先端部の外周にフランジを設けたものとし、金具本体内にセットされた素子の後端部外周のフランジの上（後部）に金属パッキンを介し、端子部材先端のフランジを当接状に配置し、スペーサ及び絶縁材等を介し、金具本体の後端部を内側に折り曲げるようにして、端子部材を先端側に押圧して素子の内部電極層に圧接する構造のものである。
【０００４】
後者のセンサでは、その端子部材の素子の内部電極層に対する接続構造上、その組立（組付け）が次のようになる。すなわち、このものの組立ては、前記したように本体内に素子及び端子部材を含む各部品をセットした後、端子部材の先端のフランジの上に、スペーサを介してスリーブ（絶縁碍管）を配置し、その状態の下で、金具本体の後端部位を内側に折り曲げる必要がある。すなわち、金具本体と素子との間のシールの確保と同時に、素子の内部電極層と端子部材との電気的接続、及びセンサの全体としての組立てを行なうものである。ところが、この後者のものでは、その構成上、センサの組立てが複雑化する。一方、前者のねじ込み方式のものでは、端子部材を組み立ての最終段階で組付けることで素子の内部電極層に接続でき、また、前者のものに比べると比較的、組立て工程が容易となる。しかし、素子の内周面と端子部材の外周面にネジを形成する必要があり、部品コストの増大を招いてしまう。
【０００５】
こうしたことから、組み立て工程の最終段階（最後）で、例えば径方向又は周方向にバネ性のあるように金属板を曲げて、素子の内部電極層の部位の内径より外径がやや大径で、側部に切れ目のある筒状に形成した端子部材を素子内にスライド状に挿入し、そのバネ性によって接続を確保する、いわば圧入方式で接続することが考えられる。このような挿入（圧入）による接続とすれば、ネジの形成も不要で、素子の内部電極層と端子部材との電気的な接続を端子部材自身のバネ性によって確保できるため、端子部材の組み付けをセンサの組み立ての最終段階で容易に行うことができる。
【特許文献１】実開昭５３−９５８８４号公報（第２図）
【特許文献２】実開昭５３−９５８８６号公報（第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、端子部材を素子内に挿入しそのバネ性によって接続を確保する方式では、端子部材の組み付けが容易である反面、適切な組付けを行うに当たって以下の危険性を考慮しなければならない。すなわち、強い力で挿入すれば、挿入し過ぎとなってしまい、端子部材の後端部の位置に狂いが生じる。一方、弱い力で挿入すれば、挿入深さ不足となる危険性がある。このように、単に挿入するというだけでは、端子部材と、素子の内部電極層との電気的な接続に不安が残る等の問題がある。
【０００７】
また、このようなセンサでは、端子部材の後端部に接続されるリード線（出力用コード）が引張られることで、端子部材には引き抜き力が作用する。このとき、端子部材の先端を素子内に挿入しただけのものでは、予期しない引張り力にてリード線が引張られた場合には、その引き抜き力によって、端子部材が後方にずれたり、抜けたりする危険性がある。また、エンジンの振動に起因しても同方向に移動したり、抜けたりする危険性がある。
【０００８】
さらに、このような端子部材には、リード線の接続金具を嵌合する際、或いは、メンテナンス等において同リード線の接続金具を分離する際に、端子部材の軸（線）回りに同接続金具を左又は右に捩じる回転力が付与されることがよくある。このように同リード線先端の接続金具の脱着時に、このような回転力が付与されると、端子部材にもねじり応力が作用する。一方、端子部材は、バネ性の付与の容易さや成形のしやすさから、金属板を丸めて筒状に形成したものとするのが好ましい。しかし、素子内に挿入される部位は、その筒状部の外径も３〜４ｍｍ程度と小さく、また軽量化等のために薄い金属板を使用せざるを得ないことから、高強度とすることは望めない。このため、端子部材に強いバネ性の部位が挿入され、その強いバネ性で内部電極層に押付けられて接続されており、その接続部より後（外）方に低強度の部位があるものでは、上記のねじり応力にその低強度部位が抗しきれなくなってしまい、変形や切断（破断）してしまう危険性もある。一方で、弱いバネ性で内部電極層に押付けられて接続されているものとすれば、振動などによって回転する危険性があり、この場合にも接続の信頼性に問題がある。
【０００９】
つまり、素子の内部電極層に対する端子部材の接続は、端子部材のバネ性を利用し、それを挿入することで組立てるのが、その組み付けを容易に行うことができるために好ましい反面、上述したようなバネ性を利用した接続構造特有の問題を解消することが重要になる。本発明は、素子の内部電極層に対する端子部材の電気的な接続を、端子部材のバネ性を利用し、それを挿入することで行うものにおいて、その接続における上記した諸問題を解消することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、先端が閉塞されて筒状をなすとともにその内外周面にそれぞれ内部電極層及び外部電極層を有する検出素子を、その外周面を包囲するように形成された金具本体の内側に固定し、かつ該金具本体に、その後方に延びるようにセラミック製のスリーブを固定すると共に、そのスリーブの後端から先端に向けてこのスリーブ内を通して前記検出素子内に端子部材を挿入して前記内部電極層に電気的に接続してなる端子部材接続構造を有するガスセンサであって、
前記端子部材は、バネ性のある金属板を曲げ加工によって側部に切れ目のある筒状部を有するように形成したものであり、かつ外周面に前記検出素子内への挿入における位置決め用凸部を備えており、該端子部材が前記検出素子内に挿入された状態において該端子部材自身のバネ性によって前記内部電極層に押付けられて電気的に接続されているとともに、その挿入状態において、該端子部材が先端側へ移動するのが止められて位置決めされるように、前記位置決め用凸部が前記スリーブに係合させられていることを特徴とする。なお、明細書において、センサ又はその構成要素（部品）について先端又は後端というときは、図１に示したセンサ又はその構成要素（部品）における下側の端を先端とし、上側の端を後端とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、先端が閉塞されて筒状をなすとともにその内外周面にそれぞれ内部電極層及び外部電極層を有する検出素子を、その外周面を包囲するように形成された金具本体の内側に固定し、かつ該金具本体に、その後方に延びるようにセラミック製のスリーブを固定すると共に、そのスリーブの後端から先端に向けてこのスリーブ内を通して前記検出素子内に端子部材を挿入して前記内部電極層に電気的に接続してなる端子部材接続構造を有するガスセンサであって、
前記端子部材は、バネ性のある金属板を曲げ加工によって側部に切れ目のある筒状部を有するように形成したものであり、かつ該端子部材が前記検出素子内に挿入された状態において該端子部材自身のバネ性によって前記内部電極層に押付けられて電気的に接続されているとともに、前記スリーブに対して該端子部材が抜け止め状態に保持されるように、前記端子部材には外周面に抜け止め用凸部が設けられている一方、前記スリーブの内周面には該端子部材の挿入後において該抜け止め用凸部が係合する抜け止め用係合部を備えており、しかも、前記抜け止め用凸部はそれ自身又は該端子部材自身のうちの少なくとも一方のバネ性によって該端子部材の前記検出素子内への挿入過程において前記スリーブにて縮径状に変形させられるように形成されており、該端子部材の前記検出素子内への挿入後に、拡径状に変形して前記抜け止め用係合部に係合させられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記端子部材の前記検出素子内への挿入後において、前記スリーブに対して該端子部材が抜け止め状態に保持されるように、前記端子部材には前記位置決め用凸部より先端側の外周面に抜け止め用凸部が設けられている一方、前記スリーブの内周面には該端子部材の挿入後において該抜け止め用凸部が係合する抜け止め用係合部を備えており、しかも、前記抜け止め用凸部はそれ自身又は該端子部材自身のうちの少なくとも一方のバネ性によって該端子部材の前記検出素子内への挿入過程において前記スリーブにて縮径状に変形させられるように形成されており、該端子部材の前記検出素子内への挿入後に、拡径状に変形して前記抜け止め用係合部に係合させられていることを特徴とする請求項１に記載のガスセンサである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記端子部材の前記検出素子内への挿入後において、前記スリーブに対して該記端子部材がその軸回りに回転不能とされるように、前記位置決め用凸部が、前記スリーブの内周面に凹設された回り止め用凹部に嵌り込んでいることを特徴とする請求項１又は３に記載のガスセンサである。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、前記端子部材の前記検出素子内への挿入後において、前記スリーブに対して該端子部材がその軸回りに回転不能とされるように、前記抜け止め用凸部が、前記スリーブの内周面に凹設された回り止め用凹部に嵌り込んでいることを特徴とする請求項２又は３に記載のガスセンサである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、前記端子部材はその外周面に、前記位置決め用凸部又は前記抜け止め用凸部とは別に、回り止め用凸部を備えており、該端子部材の前記検出素子内への挿入後において、前記スリーブに対して該端子部材がその軸回りに回転不能とされるように、前記回り止め用凸部が、前記スリーブの内周面に凹設された回り止め用凹部に嵌り込んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガスセンサである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１に記載のセンサによれば、素子内にバネ性のある端子部材を挿入することで内部電極層に接続されたものである。このため、端子部材は、センサの組み立ての最終段階で簡易に組付けることができる。その上に、端子部材は、外周面に挿入における位置決め用凸部を備えており、挿入状態において、この位置決め用凸部によって、先端側へ移動するのが止められている。このため、端子部材の挿入においては、その挿入のし過ぎもなく、設計上の挿入深さを容易かつ確実に確保できる。
【００１７】
本発明の請求項２に記載のセンサによれば、素子内にバネ性のある端子部材を挿入することで内部電極層に接続されたものである。このため、端子部材は、センサの組み立ての最終段階で簡易に組付けることができる。その上に、端子部材は、外周面に抜け止め用凸部を備えており、挿入状後において、スリーブに設けられた抜け止め用係合部に抜け止め状に係合させられているため、端子部材に引き抜き力が作用したとしても、後方にずれたり抜けたりすることがない。また、請求項３に記載の発明では、その構成により、請求項１と請求項２との効果を併せ持つため、電気的接続の信頼性の高い端子接続構造となすことができる。
【００１８】
そして、請求項４ないし６に記載の発明においては、スリーブに対し端子部材がその軸回りに回転することが防止されている。このため、リード線の接続金具に同軸回りに回転力が付与されたとしても、その回転が防止される。したがって、端子部材のうち、素子の内部電極層にバネ性によって押付けられている部位と、回り止め部との間に低強度の部位があるとしても、その低強度部位にねじり応力が働かないため、その部位の変形や破断といった問題の発生も防止できるので、高い信頼性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係るガスセンサを具体化した実施の形態例について、図１ないし図７を参照して詳細に説明する。図中、１は本例のセンサであって、金具本体２（以下、単に本体２ともいう）は、先端側（図下側）の内周が円断面でストレートに形成された小径空孔３を備えており、その小径空孔３の上端部には上向き拡径状のテーパをなす内周段部４が周設され、内周段部４の後端（図上端）より後方には小径空孔３より大径の円断面でストレートの円筒内周面５が形成されている。そして、円筒内周面５の後端より後方の内周面は、上向きに拡径状のテーパ面６を介して円筒内周面５より拡径され、薄肉円筒部７からなる拡径円筒内周面８を備えている。この薄肉円筒部７における後端寄り部位７ｂは、センサの軸Ｇと同軸の円筒状態から、内側に押し曲げられると同時にスリーブ２５を固定している。このような金具本体２はその内周面が、センサ１の軸（次記するねじ１０の軸と同じ）Ｇに対して先端（図示下端）２ａ側から後端２ｂ側に向かって同軸で拡径する段付き円筒状をなしている。
【００２０】
一方、このような金具本体２における円筒内周面５及びテーパ面６に対応する部位の外側には、排気管Ｈへの取付け用（ねじ込み用）の六角部９を膨拡状に備えている。そして、六角部９の下部外周には取付け用のねじ１０を備えており、この取付け用のねじ１０の先端側には外径が縮径された縮径部１１を備えており、ここには複数のガス流通孔付きの素子保護キャップ１２が嵌合されて溶接などにより固定されている。また、六角部９の上部には上記した薄肉円筒部７が連接されている。
【００２１】
本形態では、金具本体２の内側の内周段部４に、後端側からリング状の金属製パッキング１３が載置状にセットされている。そして、金具本体２の内部にはその上方から先端１５ａが閉塞状で筒状をなす検出素子１５（以下、単に素子１５ともいう）がその先端１５ａ側から同軸状に内挿されている。ただし、検出素子１５は、その内外周面に、それぞれ図示はしないが内部電極層、外部電極層が形成されている。そして、軸方向の中間位置よりやや上部の外周面に外向きに突出するよう周設された外周凸部（フランジ）１６を備えており、この外周凸部（フランジ）１６が、金具本体２の内側の内周段部４に金属製パッキング１３を介して軸方向に行き止り状に位置決めされている。なお、本形態では、外部電極層（図示せず）は、素子１５の先端１５ａから外周凸部１６の先端面までにかけて形成されており、この外部電極層は、金属製パッキング１３を介して金具本体２に電気的に接続されている。また、外周凸部１６は、その先端面が内周段部４のテーパ角に対応するように形成されており、外径は円筒内周面５内に収まるように設定されている。そして、外周凸部１６の上下（軸Ｇ）方向の幅は円筒内周面５における上下方向の寸法より小さめに設定されている。なお、外周凸部１６より、先端側の外周面は緩テーパで先細り状に形成され、後端側の外周面は略ストレートに形成されている。ただし、後端１５ｂの開口寄りの内外周面には面取りが付されている。
【００２２】
さて、このような素子１５における外周凸部１６の上方であって、素子１５の外周面と本体２の円筒内周面５の間には、金属（Ｎｉ）製のパッキング１８が配置されている。そして、金具本体２のテーパ面６と薄肉円筒部７の内周面である拡径円筒内周面８の内側と、素子１５の外周面とによって形成された環状空間内には、本形態では滑石粉末（又は六方晶窒化ホウ素の粉末）からなるシール材２１が配置（圧縮充填）されている。
【００２３】
そして、このようなシール材２１の後端側には、アルミナからなり、略円筒状に形成された絶縁性を有するセラミック製のスリーブ２５が、金具本体２に対して、その後方に同軸状で延びるように配置され、次のように固定されている。すなわち、スリーブ２５は、その先端寄り部位を、素子１５の後端１５ｂ寄り部位の外周面と、本体２の薄肉円筒部７の内周面８との間に、素子１５と同軸状に配置されている。そして、そのスリーブ２５の先端でシール材２１を先端側に圧縮し、金具本体２と素子１５との間のシールを保持している。本形態では、スリーブ２５は先端の外周面に凸部であるフランジ２８を周方向に備えており、同フランジ２８の後部（後端向き面）に、金属製の環状パッキング１９を配置し、その状態において、上記したように、薄肉円筒部７における後端寄り部位７ｂの周縁を、内側に加締めて被せることによって、スリーブ２５を先端側に押圧してシール材２１を圧縮させている。なお、この段階においては、図２の左側に示した仕掛かり品状態を呈している。
【００２４】
また、本形態においてスリーブ２５は、その後端２７側の内周面に内向きに突出するフランジ２９を備えており、この内側に、次記する端子部材３１が内挿されるように形成されている。また、同スリーブ２５の内外周面は両フランジ２８、２９の部位を除いてそれぞれ同径（ストレート）の円断面とされ、本形態では後端寄り部位の半分以上が、金具本体２の後端２ｂから後方に突出し、外部に露出している。
【００２５】
さて次に、本発明の要旨をなすところの端子部材３１について説明する。本形態に使用されている端子部材３１は、例えば図３に示したような形状に打ち抜かれた、バネ性のある金属（例えば、インコイル或いはステンレス鋼などからなる）板（例えば、厚さ０．２ｍｍの薄板）３０を軸Ｇの回りに円筒状に曲げて側部に切れ目Ｋのある筒状部を有するように形成されている（図３〜図６参照）。より詳しくは、図４に示したように、図３に示した金属板３０から、先端側（下側）が細い段付きで、概略円筒状に曲げ形成したものである。すなわち、図示したように、その先端３１ａから後端３１ｂに向けて、外径が順次大径をなすように、小径の挿入ガイド部３２、素子１５の内部電極層に外周面が押付けられる内部電極層接続用筒状部３３、そして、中間筒状部３４を備えている。また、中間筒状部３４に続いては、括れ部３５を介し、中間筒状部３４と略同径で後端寄りの外部接続端子部位３６を備えている。ただし、内部電極層接続用筒状部３３と、中間筒状部３４との間には大きく切り込まれて、軸方向から見て断面半円弧状でテーパをなす連結部３４ａが設けられている。なお、外部接続端子部位３６をなす外周面の後端３１ｂ寄り部位は面取り状に形成されており、図示しないリード線と接続された出力取り出し用の接続金具を被せ易く形成されている。
【００２６】
本形態における端子部材３１は、このように径違いではあるが、全体として円筒状をなすように、バネ性のある金属板３０を丸めて形成されており、図４における正面側である一側が軸Ｇに沿って切れた切れ目Ｋのある形態とされている（図２の右図、図４−Ａ参照）。ただし、内部接続端子３３における切れ目は軸方向において左右対称の凹凸（波形）形状に形成されている。そして、このような端子部材３１は、自由状態（部品単独状態）において、その内部電極層接続用筒状部３３の外径が、素子１５内にセットされる部位、つまり素子１５の内部電極層の形成されている部位の内径より若干大き目とされている。そして、スリーブ２５内に、端子部材３１の内部電極層接続用筒状部３３がスリーブ２５の後端２７側から先端側に挿入されて、素子１５内に挿入ガイド部３２にガイドされて入り込んだとき、内部接続端子３３の外周面がそのバネ性により素子１５の内部電極層に押付けられて接続されるように形成されている。また、自由状態において、その中間筒状部３４の外径は、スリーブ２５の後端２７におけるフランジ２９の内径より僅かに小径とされており、端子部材３１が素子１５内にセットされたとき、図１に示すように、その中間筒状部３４における軸Ｇ方向の中間部位が、そのフランジ２９の内周面２９ａに微小な隙間を保持して包囲されるように設定されている。
【００２７】
一方、この端子部材３１の中間筒状部３４の外周面には、端子部材３１が素子１５内に挿入され内部電極層に接続されたとき、スリーブ２５の後端２７におけるフランジ２９の後端（面）に係合するように、凸部３８が複数（例えば、軸Ｇ方向から見て均等ピッチで３箇所）その外周面を膨らませるようにして形成されており、位置決め用凸部（以下、位置決め用凸部３８ともいう）をなしている。ただし、この位置決め用凸部３８は、本形態では、中間筒状部３４の外側から正面視したとき、概ね三角形をなしているが、その位置決め用凸部３８の図示下縁（三角の下辺）は、図３に示した金属板３０において横向きに直線Ｋ１で切断されており、したがって、位置決め用凸部３８は底の抜けた円錐又は角錐の一側面の形状を呈しており（図５参照）、その下縁３８ａがスリーブ２５の後端２７に係合するように形成されている。
【００２８】
他方、端子部材３１の中間筒状部３４の外周面のうち、上記した位置決め用凸部３８の図示下方には、端子部材３１が素子１５内に挿入され内部電極層に接続されたとき、スリーブ２５の後端２７におけるフランジ２９の先端向き面２９ｂに係合するように凸部３９が複数突出状に形成されており、抜け止め用凸部（以下、抜け止め用凸部３９ともいう）をなしている。本形態ではこの凸部３９は、軸線周りに略等角度間隔で２箇所、中間筒状部３４の外周面から、矩形片状となって図示において上向きに傾斜して突出状に形成されており、その先端３９ａが、スリーブ２５における抜け止め係合部であるフランジ２９の先端向き面２９ｂ（以下、抜け止め係合部２９ｂともいう）に係合するように形成されている。本形態では、抜け止め用凸部３９は、中間筒状部３４の外側から正面視したとき矩形をなしている。因みに、これはその矩形の図示下縁（下辺）以外が、図３に示した金属板３０において逆Ｕ字の形Ｋ２に切断され、端子部材３１として形成された際に、自由状態において、中間筒状部３４の外周面に対し、スリーブ２５のフランジ２９の内径より外径が大きくなるように、その矩形の下縁を基部として外方に傾斜状に突出されたものである。
【００２９】
しかして、この抜け止め用凸部３９はそれ自身のバネ性によって端子部材３１の検出素子１５内への挿入過程においてスリーブ２５の後端のフランジ２９にて縮径状に変形させられる。そして、抜け止め用凸部３９は、端子部材３１における内部接続端子３３が検出素子１５内へ挿入された後、拡径状に変形してスリーブ２５における抜け止め用係合部であるその後端のフランジ２９の先端向き面２９ａに抜け止め状に係合させられるように形成されている。なお、抜け止め用凸部３９は、それ自身のバネ性によって端子部材３１の検出素子１５内への挿入過程においてスリーブ２５の後端のフランジ２９にて縮径状に変形させられるように形成されているものとしてもよいが、端子部材３１自身の径方向或いは周方向へのバネ性によってその端子部材３１の検出素子１５内への挿入過程においてスリーブ２５の後端のフランジ２９にて縮径状に変形させられるように形成されたものとしてもよい。さらに、両者のバネ性があいまって縮径状に変形させられるように形成されたものとしてもよい。
【００３０】
このような本形態のセンサ１は、図２に示したセンサ仕掛かり品に、前記した端子部材３１を、その先端側の内部接続端子３３の側から、スリーブ２５の内側を通して、素子１５の後端１５ｂ寄り部位の開口内に挿入する。そして、この挿入においては、図７−Ａに示したように、まず、抜け止め用凸部３９が、スリーブ２５の後端（端面）２７とその内周面２９ａとがなす角（稜線部）に当たる。そして、その挿入につれて、図７−Ｂに示したように、抜け止め用凸部３９は自身のバネ性に抗するように軸Ｇ側に押され、縮形状に変形する。さらに、挿入が進むと、抜け止め用凸部３９はそのフランジ２９の内側を通過し、図７−Ｃに示したように、その通過後は抜け止め用係合部２９ｂすなわちフランジ２９の先端向き面２９ｂで、その軸Ｇ側への押されが開放され、拡径状に変形する。こうして、抜け止め用凸部３９は自身のバネ性でその先端３９ａを外側に広げ、フランジ２９の先端向き面２９ｂに抜け止め状に係合する。
【００３１】
そして、抜け止め用凸部３９がスリーブ２５のフランジ２９を通過すると同時に、図７−Ｃに示したように、位置決め用凸部３８は、フランジ２９の後端２７に当たる形で係合する。これにより、端子部材３１は、そこでその挿入が止められて位置決めされ、所望とする挿入量に保持されると共に、以後は、先端側へ移動するのが止められる。かくして、図１に示したセンサ１として組立てられるが、このとき、端子部材３１の内部接続端子３３はその外周面が素子１５の内部電極層に、自身のバネ性により押付けられて、電気的接続（導通）が保持される。
【００３２】
このように本形態では、素子１５の内部電極層に対する端子部材３１の接続を、端子部材３１の挿入によることで、その組立てができるだけでなく、端子部材３１の過剰挿入の防止が確保されている。その上、接続後の抜け防止が図られているため、電気的な接続の信頼性が極めて高いセンサとなすことができる。
【００３３】
以下、本発明の別の実施例について、素子内に挿入された端子部材３１と、スリーブ２５からなる要部拡大断面図等を参照して説明する。ただし、以下の各形態のものは、上記した形態のものと本質的な相違はないため、素子に端子部材を挿入した状態にけるその相違点のみ説明し、同一部位には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。すなわち、前記した形態では、端子部材３１における位置決め用凸部３８が、スリーブ２５の後端２７に係合される形で、端子部材３１の先端側への移動が止められるようにしたが、この位置決め用凸部３８がスリーブ２５に係合される位置は、その後端に限られるものではない。
【００３４】
図８及び図９は、その１例を示したものである。同図に示したように、本例のものは、スリーブ２５の内周面に、位置決め用凸部３８が入り込む形の凹部５１を後端２７に連なるように凹設（形成）しておき、端子部材３１が素子に挿入された状態において、その位置決め用凸部３８がこの凹部５１に嵌り込むようにしてもよい。この場合には、その凹部５１における後端向き面５１ａが位置決め用係合部となって、その位置決め用凸部３８がそこに係合して軸Ｇ方向に位置決めされることになる。加えて、このような構成とするとき、図９に示したように、その凹部５１を軸Ｇ方向から見て凸部３８がちょうど嵌り込む程度の周方向の幅Ｗ１とすることで、スリーブ２５に対して端子部材３１はその軸Ｇ回りに回転しないようになる。これにより、端子部材３１のうちの外部接続端子部位（図示せず）に、接続金具が嵌合されたり分離される際に、その端子部材３１に回転力が付与されても、凹部５１に位置決め用凸部３８を係合させたことで、端子部材３１はその位置決め用凸部３８が回り止め作用をも果たすことから、軸Ｇ回りに回ることが防止される。したがって、その分接続の信頼性が高められる。
【００３５】
また、図８、９において端子部材３１の抜け止め用凸部３９についても、その凸部３９が入り込むようにスリーブ２５の内周面に凹部を凹設しておき、端子部材３１が素子に挿入された状態において、その凸部３９がこの凹部に嵌り込むようにしてもよい。図１０及び図１１はその一例を示したもので、上記形態における一方（図示右）の抜け止め用凸部３９を軸方向において後端側（図示上方）にずらし、スリーブ２５の内周面のフランジ２９に先端側が開口された凹部６１を凹設している。そして、その凹部６１における先端向き面６１ａが抜け止め用係合部をなすように、その凸部３９を先端向き面６１ａに係合させて抜け止め状としたものである。このような構成においても、図１１に示したように、その凹部６１を軸Ｇ方向から見て、凸部３９がちょうど嵌り込む程度の周方向の幅Ｗ２とするとよい。このようにすることで、その凹部６１は回り止め用凹部をなすことから、スリーブ２５に対して端子部材３１はその軸Ｇ回りに回転しないようになる。これにより、前記したのと同様の効果が得られる。
【００３６】
前記形態では、端子部材３１の抜け止め用凸部３９の軸Ｇ方向の位置を変えて、その一方（図示右）だけを抜け止めに加えて、回り止め作用を持たせるようにしたが、同図の左側の抜け止め用凸部３９についても、同様に構成して回り止め作用を持たせるようにしてもよい。このようにすれば、より信頼性の高い回り止め性能を得ることができる。
【００３７】
また上記においては、位置決め用凸部３８又は抜け止め用凸部３９のいずれかで、スリーブ２５に対して端子部材３１がその軸回りに回転しないようにしたものを例示したが、この両者共に回り止め作用を持たせるようにしてもよい。
【００３８】
さらに本発明では、図１２及び図１３に示したように、図示左側の位置決め用凸部３８又は抜け止め用凸部３９とは別に、端子部材３１の外周面に、回り止め専用の凸部である回り止め用凸部７０を設けておいてもよい。すなわち、このように回り止め用凸部７０を設けておく一方で、スリーブ２５には、回り止め用凹部７１である凹溝を、スリーブ２５の内周面又はそのフランジ２９の内周面に軸Ｇ方向に沿って、周方向の幅Ｗ３で貫通状に形成しておき、端子部材３１の検出素子内への挿入後において、この回り止め用凹部７１に回り止め用凸部７０を嵌り込むようにしてもよい。なお、図１２及び図１３に示した回り止め用凸部７０は、位置決め用凸部３８又は抜け止め用凸部３９と同様にして端子部材３１の外周面に形成すればよいが、その外周面を突起状（隆起状）に膨らませることで形成してもよい。なお、上記した凹部の幅Ｗ１、Ｗ２、又はＷ３は、凸部が嵌る範囲で狭くする方が、回り止め作用の点からは好ましい。
【００３９】
なお、本発明は上記した内容のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜に変更して具体化できる。位置決め用凸部、抜け止め用凸部、或いは回り止め用凸部の形態や数、或いは配置、大きさは適宜に設計すればよい。また、スリーブについては、その後端の内周面にフランジを設けたもので具体化したが、このようなものに限定されない。さらに、スリーブについては、そのうち、外周面を凸部を除いて同径（ストレート）のものとして具体化したが、テーパが付けられていてもよい。また、位置決め用凸部、抜け止め用凸部が設けられる端子金具としては、リード線と接続された接続金具を外側に被せて同接続金具との導通を図るものに限定されず、自身の内側に接続金具を内挿させるようにして同接続金具と導通を図るものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のガスセンサの実施の形態を示す半断面正面図及び要部拡大図。
【図２】図１のガスセンサの仕掛かり品（端子部材の組立て前）を示す断面正面図。
【図３】図１のガスセンサにおける端子部材の形成前の素材を示す金属板の平面図。
【図４】Ａは図３の金属板から形成した端子部材の正面図、Ｂはその右側面図。
【図５】図４−ＡにおけるＳ１−Ｓ１線矢視の拡大断面図。
【図６】図４−ＡにおけるＳ２−Ｓ２線矢視の拡大断面図。
【図７】図１のガスセンサの組立における端子部材の挿入過程の説明用拡大図。
【図８】端子部材を軸回りに回転不能とした実施例を示す要部拡大断面図。
【図９】図８の平面図。
【図１０】端子部材を軸回りに回転不能とした別の実施例を示す要部拡大断面図。
【図１１】図１０におけるＳ３−Ｓ３線矢視の拡大断面図。
【図１２】端子部材を軸回りに回転不能とした別の実施例を示す要部拡大断面図。
【図１３】図１２の平面図。
【符号の説明】
【００４１】
１  ガスセンサ
２  金具本体
１５  検出素子
２５  セラミック製のスリーブ
２７  スリーブの後端
２９  スリーブのフランジ
２９ｂ  抜け止め用係合部
３０  金属板
３１  端子部材
３８  位置決め用凸部
３９  抜け止め用凸部
５１、６１、７１  回り止め用凹部
７０  回り止め用凸部
Ｋ  切れ目
【図１】
2005265638.tif 000003
【図２】
2005265638.tif 000004
【図３】
2005265638.tif 000005
【図４】
2005265638.tif 000006
【図５】
2005265638.tif 000007
【図６】
2005265638.tif 000008
【図７】
2005265638.tif 000009
【図８】
2005265638.tif 000010
【図９】
2005265638.tif 000011
【図１０】
2005265638.tif 000012
【図１１】
2005265638.tif 000013
【図１２】
2005265638.tif 000014
【図１３】
2005265638.tif 000015